代码随想录day02--链表

移除链表元素

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/remove-linked-list-elements/description/

给你一个链表的头节点 head 和一个整数 val ，请你删除链表中所有满足 Node.val == val 的节点，并返回 新的头节点 。

思路是使用虚拟节点的方式比较简单一些，直接定义一个虚拟节点指向头结点，在链表中移除元素就是将指针域向后移动两部就可

代码

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode removeElements(ListNode head, int val) {//使用虚拟头结点方式ListNode dumpNode = new ListNode();dumpNode.next = head;//定义当前节点为虚拟节点ListNode cur = dumpNode;while(cur.next != null){if(cur.next.val == val){//移除元素cur.next = cur.next.next;}else{cur = cur.next;}}//指向虚拟节点的下一个节点即头节点return dumpNode.next;}
}

设计链表

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/design-linked-list/description/

在链表类中实现这些功能：

• get(index)：获取链表中第 index 个节点的值。如果索引无效，则返回-1。
• addAtHead(val)：在链表的第一个元素之前添加一个值为 val 的节点。插入后，新节点将成为链表的第一个节点。
• addAtTail(val)：将值为 val 的节点追加到链表的最后一个元素。
• addAtIndex(index,val)：在链表中的第 index 个节点之前添加值为 val 的节点。如果 index 等于链表的长度，则该节点将附加到链表的末尾。如果 index 大于链表长度，则不会插入节点。如果index小于0，则在头部插入节点。
• deleteAtIndex(index)：如果索引 index 有效，则删除链表中的第 index 个节点。

代码

class MyLinkedList {//链表数量int size;//虚拟头节点ListNode head; //初始化链表public MyLinkedList() {size = 0;head = new ListNode(0);}// 获取链表中下标为 index 的节点的值。如果下标无效，则返回 -1 public int get(int index) {if(index <0 || index >= size){return -1;}ListNode curNode = head;for(int i=0; i <= index; i++){curNode = curNode.next;}return curNode.val;}// 将一个值为 val 的节点插入到链表中第一个元素之前。在插入完成后，新节点会成为链表的第一个节点。public void addAtHead(int val) {addAtIndex(0,val);}//将一个值为 val 的节点追加到链表中作为链表的最后一个元素。public void addAtTail(int val) {addAtIndex(size,val);}//将一个值为 val 的节点插入到链表中下标为 index 的节点之前。如果 index 等于链表的长度，那么该节点会被追加到链表的 末尾。如果 index 比长度更大，该节点将 不会插入 到链表中。public void addAtIndex(int index, int val) {if(index > size){return;}index = Math.max(0,index);size++;ListNode preNode = head;for(int i=0;i < index ;i++){preNode = preNode.next;}ListNode toAdd = new ListNode(val);toAdd.next = preNode.next;preNode.next = toAdd;}// 如果下标有效，则删除链表中下标为 index 的节点。public void deleteAtIndex(int index) {if(index < 0 || index >= size){return;}size--;ListNode curNode = head;for(int i=0 ; i < index ; i++){curNode = curNode.next; }curNode.next = curNode.next.next;}
}class ListNode{int val;ListNode next;public ListNode(int val){this.val = val;}public ListNode(){}
}/*** Your MyLinkedList object will be instantiated and called as such:* MyLinkedList obj = new MyLinkedList();* int param_1 = obj.get(index);* obj.addAtHead(val);* obj.addAtTail(val);* obj.addAtIndex(index,val);* obj.deleteAtIndex(index);*/

反转链表

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/description/

题意：反转一个单链表。

示例: 输入: 1->2->3->4->5->NULL 输出: 5->4->3->2->1->NULL

代码

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode reverseList(ListNode head) {//双指针方法ListNode preNode = null;ListNode curNode = head;ListNode tempNode = null;while(curNode != null){//保存下一个节点tempNode = curNode.next;curNode.next = preNode;preNode = curNode;curNode = tempNode;}return preNode;}
}

双指针方法是最容易理解的，当然参考代码随想录，还有其他的两种方法就是递归方法和从后向前递归方法

递归：

class Solution {public ListNode reverseList(ListNode head) {return reverse(null, head);}private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {if (cur == null) {return prev;}ListNode temp = null;temp = cur.next;// 先保存下一个节点cur.next = prev;// 反转// 更新prev、cur位置// prev = cur;// cur = temp;return reverse(cur, temp);}
}

从后向前递归

class Solution {ListNode reverseList(ListNode head) {// 边缘条件判断if(head == null) return null;if (head.next == null) return head;// 递归调用，翻转第二个节点开始往后的链表ListNode last = reverseList(head.next);// 翻转头节点与第二个节点的指向head.next.next = head;// 此时的 head 节点为尾节点，next 需要指向 NULLhead.next = null;return last;} 
}

两两交换链表中的节点

题目

地址：

给你一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题（即，只能进行节点交换）。

思路：

使用虚拟头结点

代码

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode swapPairs(ListNode head) {//使用虚拟头结点来操作ListNode dumpNode = new ListNode(-1);dumpNode.next = head;ListNode curNode = dumpNode;//定义三个临时节点ListNode firstNode;//两个节点中的第一个节点ListNode secondeNode;//两个节点中的第二个节点ListNode temp;两个节点后面的节点while(curNode.next!=null && curNode.next.next != null){temp = curNode.next.next.next;firstNode = curNode.next;secondeNode  =curNode.next.next;//进行交换curNode.next = secondeNode;secondeNode.next = firstNode;firstNode.next = temp;//下一轮循环curNode = firstNode;}return dumpNode.next;}
}

删除链表倒数第N个节点

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/remove-nth-node-from-end-of-list/description/

给你一个链表，删除链表的倒数第 n 个结点，并且返回链表的头结点。

代码

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode() {}*     ListNode(int val) { this.val = val; }*     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }* }*/
class Solution {public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {//使用快慢指针方法ListNode dumpNode = new ListNode(0);dumpNode.next = head;//定义快慢指针ListNode fastIndex = dumpNode;ListNode slowIndex = dumpNode;//快慢指针只要相差n即可for(int i=0;i<=n;i++){fastIndex = fastIndex.next;}while(fastIndex != null){fastIndex = fastIndex.next;slowIndex = slowIndex.next;}if(slowIndex.next != null){slowIndex.next = slowIndex.next.next;}return dumpNode.next;}
}

链表相交

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/intersection-of-two-linked-lists-lcci/

给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ，请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。如果两个链表没有交点，返回 null 。

简单来说，就是求两个链表交点节点的指针。 这里要注意，交点不是数值相等，而是指针相等。

代码

/*** Definition for singly-linked list.* public class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/
public class Solution {public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {ListNode p1 = headA;ListNode p2 = headB;while(p1 != p2){if(p1 == null){p1 = headB;}else{p1 = p1.next;}if(p2 == null){p2 = headA;}else{p2 = p2.next;}}return p1;}
}

环形链表II

题目

地址：https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle-ii/description/

题意： 给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

说明：不允许修改给定的链表。

思路：

判断链表是否有环，可以使用快慢指针法，分别定义 fast 和 slow 指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环。

判断链表是否有环

可以使用快慢指针法，分别定义 fast 和 slow 指针，从头结点出发，fast指针每次移动两个节点，slow指针每次移动一个节点，如果 fast 和 slow指针在途中相遇 ，说明这个链表有环。

此时已经可以判断链表是否有环了，那么接下来要找这个环的入口了。

假设从头结点到环形入口节点 的节点数为x。 环形入口节点到 fast指针与slow指针相遇节点 节点数为y。 从相遇节点 再到环形入口节点节点数为 z。 如图所示：

那么相遇时： slow指针走过的节点数为: x + y， fast指针走过的节点数：x + y + n (y + z)，n为fast指针在环内走了n圈才遇到slow指针， （y+z）为 一圈内节点的个数A。

因为fast指针是一步走两个节点，slow指针一步走一个节点， 所以 fast指针走过的节点数 = slow指针走过的节点数 * 2：

(x + y) * 2 = x + y + n (y + z)

两边消掉一个（x+y）: x + y = n (y + z)

因为要找环形的入口，那么要求的是x，因为x表示 头结点到 环形入口节点的的距离。

所以要求x ，将x单独放在左面：x = n (y + z) - y ,

再从n(y+z)中提出一个 （y+z）来，整理公式之后为如下公式：x = (n - 1) (y + z) + z 注意这里n一定是大于等于1的，因为 fast指针至少要多走一圈才能相遇slow指针。

这个公式说明什么呢？

先拿n为1的情况来举例，意味着fast指针在环形里转了一圈之后，就遇到了 slow指针了。

当 n为1的时候，公式就化解为 x = z，

这就意味着，从头结点出发一个指针，从相遇节点 也出发一个指针，这两个指针每次只走一个节点， 那么当这两个指针相遇的时候就是 环形入口的节点。

也就是在相遇节点处，定义一个指针index1，在头结点处定一个指针index2。

让index1和index2同时移动，每次移动一个节点， 那么他们相遇的地方就是 环形入口的节点。

动画如下：

那么 n如果大于1是什么情况呢，就是fast指针在环形转n圈之后才遇到 slow指针。

其实这种情况和n为1的时候 效果是一样的，一样可以通过这个方法找到 环形的入口节点，只不过，index1 指针在环里 多转了(n-1)圈，然后再遇到index2，相遇点依然是环形的入口节点。

代码

/*** Definition for singly-linked list.* class ListNode {*     int val;*     ListNode next;*     ListNode(int x) {*         val = x;*         next = null;*     }* }*/
public class Solution {public ListNode detectCycle(ListNode head) {//使用快慢指针来实现ListNode slowNode = head;ListNode fastNode = head;while(fastNode != null && fastNode.next != null){slowNode = slowNode.next;fastNode = fastNode.next.next;if(fastNode == slowNode){//有环ListNode indexNode1 = head;ListNode indexNode2 = slowNode;while(indexNode1 != indexNode2){indexNode1 = indexNode1.next;indexNode2 = indexNode2.next;}return indexNode1;}}return null;}
}

【ps】:所有的图片引用来自代码随想录，网址：https://programmercarl.com/